STEM教育理念下的小學(xué)科學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)策略的研究

李國(guó)彥

摘 要：本次研究題目為STEM教育理念下的小學(xué)科學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)策略的研究。將STEM教育理念與小學(xué)科學(xué)教學(xué)融合的措施有：創(chuàng)設(shè)生活化實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境，有針對(duì)性地提出科學(xué)研究問(wèn)題;運(yùn)用小組合作的方式來(lái)進(jìn)行科學(xué)驗(yàn)證;用技術(shù)檢測(cè)處理問(wèn)題;結(jié)合實(shí)際來(lái)升華歸納與總結(jié);等等。教師應(yīng)用STEM教育理念來(lái)創(chuàng)新小學(xué)科學(xué)教學(xué)，能夠培養(yǎng)與提升學(xué)生的科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)的綜合素養(yǎng)，切實(shí)提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力與動(dòng)手操作能力。

關(guān)鍵詞：STEM教育理念;小學(xué)科學(xué);研究策略

中圖分類號(hào)：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-624X（2021）30-0026-02

引 言

不同于其他學(xué)科，小學(xué)科學(xué)這門學(xué)科具有綜合性的特點(diǎn)，特別是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需要運(yùn)用到各項(xiàng)技能。根據(jù)《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）的要求，小學(xué)科學(xué)應(yīng)該運(yùn)用跨學(xué)科的教學(xué)手法來(lái)進(jìn)行教學(xué)，小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)大膽創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，將STEM教育理念有效融合到小學(xué)科學(xué)教學(xué)中。當(dāng)前，我國(guó)很多教育者與研究者較為重視STEM教育理念，雖然我國(guó)對(duì)此研究起步較晚，屬于初步研究階段，但很多學(xué)校都在積極嘗試采用此種教育模式來(lái)優(yōu)化課堂教學(xué)。

一、STEM的概述

與傳統(tǒng)教學(xué)模式不同，STEM教育理念是一種跨學(xué)科的教學(xué)模式，STEM是Science， Technology， Engineering與Mathematics的簡(jiǎn)稱，即科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)這四門學(xué)科。教師將STEM教育理念與小學(xué)科學(xué)課程進(jìn)行有效融合，能提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)造能力與處理問(wèn)題的能力。

二、小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)用STEM理念的可行性

（一）小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與STEM的教學(xué)方法相吻合

STEM教育理念倡導(dǎo)在工程實(shí)踐過(guò)程中與真實(shí)的科學(xué)中進(jìn)行教學(xué)，在真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境中進(jìn)行科學(xué)研究、手工制造、創(chuàng)造發(fā)明、科學(xué)實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)活動(dòng)，重視讓學(xué)生獲取直接學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，打破了以往學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的傳統(tǒng)教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生在游戲中學(xué)習(xí)、在實(shí)踐活動(dòng)中學(xué)習(xí)，有效培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手操作能力、學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性與創(chuàng)造思維能力?！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》主張教師采用跨學(xué)科的教學(xué)模式，在教學(xué)活動(dòng)中積極指引學(xué)生自主研究與學(xué)習(xí)，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。由此可見，小學(xué)科學(xué)與STEM不但教學(xué)方法相吻合，教育理念也相一致[1]。

（二）小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與STEM在教育內(nèi)容上相一致

STEM教育理念主張進(jìn)行跨學(xué)科教學(xué)。STEM教育理念的實(shí)質(zhì)為將多種學(xué)科進(jìn)行有效聯(lián)系，制定明確的教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。而小學(xué)科學(xué)也可以與科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)有關(guān)的知識(shí)相聯(lián)系，同時(shí)還具有可操作性與實(shí)踐性的特點(diǎn)，能在很大程度上結(jié)合教學(xué)實(shí)踐來(lái)完成教學(xué)活動(dòng)。因此，小學(xué)科學(xué)和STEM在教育內(nèi)容上相一致。

（三）小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與STEM在教育理念上相吻合

STEM教育理念要求教師擺脫傳統(tǒng)教育模式的束縛，敢于打破常規(guī)，實(shí)施跨學(xué)科教學(xué)，在真實(shí)情景中將多學(xué)科的知識(shí)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以解決存在的問(wèn)題。而小學(xué)科學(xué)教育也強(qiáng)調(diào)在真實(shí)環(huán)境中利用多學(xué)科的知識(shí)來(lái)解決現(xiàn)實(shí)中的問(wèn)題。兩者在教育的本質(zhì)上都是注重培養(yǎng)學(xué)生解決與處理問(wèn)題的能力。教師將STEM理念融入小學(xué)科學(xué)教育實(shí)踐中可以更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。小學(xué)科學(xué)教學(xué)應(yīng)面向全體學(xué)生將科學(xué)教育普及化。在科學(xué)教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)起到指導(dǎo)的作用，積極引導(dǎo)學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體來(lái)進(jìn)行探索性的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與求知欲望[2]。

三、小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用STEM教育理念的重要意義

（一）能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力

在經(jīng)濟(jì)和知識(shí)逐步全球化的今天，科學(xué)創(chuàng)新越來(lái)越重要。創(chuàng)新無(wú)論對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)與科技發(fā)展，還是對(duì)提升教學(xué)質(zhì)量都有著重要意義。有相關(guān)教育學(xué)者指出，STEM教育理念能夠培育出具有較高競(jìng)爭(zhēng)能力的綜合型人才。目前，很多國(guó)家如德國(guó)、美國(guó)與英國(guó)等都高度重視STEM教育理念，同時(shí)制訂了關(guān)于STEM用于教育的相關(guān)政策，將國(guó)家、學(xué)校、企業(yè)單位、科研部門與家庭聯(lián)系在一起，致力于開展STEM教育。在當(dāng)今國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中，我國(guó)也需要大量具有綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的人才。而STEM教育理念下的教育模式是進(jìn)行跨學(xué)科教學(xué)，打破了以往的教學(xué)理念，克服了各個(gè)學(xué)科之間的障礙;是在真實(shí)情景中進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，用各學(xué)科間的知識(shí)共同解決現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題，能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，促進(jìn)創(chuàng)新型人才的培育[3]。

（二）能夠激發(fā)學(xué)生的求知欲

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和教學(xué)方式的改變，學(xué)生獲取知識(shí)的途徑變得多樣化，不再單一地在課堂中獲取知識(shí)，還可以利用互聯(lián)網(wǎng)等方式來(lái)了解知識(shí)。因此，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)無(wú)法滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。教師如果能夠?qū)TEM教育理念有效應(yīng)用于小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，將現(xiàn)實(shí)生活中的情境與教學(xué)相結(jié)合，為學(xué)生提供貼近于生活的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，就可以有效激發(fā)學(xué)生的探索欲與求知欲，讓勵(lì)學(xué)生利用多種學(xué)科的理論知識(shí)去解決現(xiàn)實(shí)生活中的各種問(wèn)題，使其在探索實(shí)踐活動(dòng)中學(xué)習(xí)知識(shí)，掌握解決問(wèn)題的方法和技巧，從而無(wú)形中提升學(xué)生操作與實(shí)踐方面的能力，達(dá)到學(xué)以致用的教學(xué)目的。這種教學(xué)模式能有效激發(fā)學(xué)生的求知欲望，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[4]。

（三）能夠促進(jìn)科學(xué)教師教學(xué)能力的提升

在傳統(tǒng)教育模式中，教師占據(jù)著課堂的主體位置，主要職責(zé)為向?qū)W生傳授理論知識(shí)。而STEM教育理念要求教師不僅向?qū)W生傳授知識(shí)，還要進(jìn)行跨學(xué)科教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生解決與處理問(wèn)題的能力及獨(dú)立思考與動(dòng)手操作的能力，從而發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力、寫作能力等;同時(shí)要求教師具備各學(xué)科的理論知識(shí)，有較高的教學(xué)專業(yè)能力，這在一定程度上促進(jìn)了教師的知識(shí)儲(chǔ)備量與教學(xué)能力的提升。